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锚杆锚固质量及无损检测技术研究现状 杨维武，刘海峰 （宁夏大学土木与水利工程学院，宁夏银川750021） 摘要： 通过对我国锚杆锚固质量无损检测技术研究的历史回顾和现状分析,指出其理论研究工作的严重欠缺是当前存在的主要问题。文中还强调了模型实验研究的重要性,并指出理论研究应与模型实验紧密结合,二者不能偏颇。并对彻底解决锚杆锚固质量无损检测难题的可能方法进行了探讨。 关键词：锚杆；锚固质量；无损检测 中国分类号：TU472.3+4 文献标识码：A 1 锚杆锚固技术及检测技术的历史及现状 锚杆锚固技术可以合理地调动围岩的自身强度和自稳能力，具有施工简便，成本低廉，安全迅速等显著优点，引起矿业和岩土工程界的广泛关注，并且十分迅速地得到大范围的推广应用。据文献记载，锚固锚杆技术于1910年在美国开始使用，1912年，艾尔费维·布希（Alfred Busch）在阿伯施莱辛（Aberschlesin）的费里登斯（Friedens）煤矿开始使用锚杆支护顶板。1915~1920年，美国的金属矿山开始使用锚杆，并有所发展和推广。1940年后，锚杆技术在煤矿井下支护方面得到了广泛地推广使用。据记载，在美国全面应用锚杆支护是在1947~1949年左右，当时锚杆的使用量是260万根/月。20世纪50年代后半期以后，其它各国开始进行锚杆支护的研究和使用，法国1969年的锚杆使用量达570万根。日本于1950年引进锚固锚杆技术，由于地质条件比较复杂和缺乏这方面的知识和经验，在此后的22年中没有推广使用。日本在1971年有32个金属矿使用锚杆来锚固，在隧道等土木工程中有21处使用锚杆支护。1872年，英国首次使用锚杆技术，但第一次有记载的系统使用锚杆作为支护结构是在1927年的圣约瑟夫铅矿。无损检测资源网直到1945年，在工程文献上才出现有价值的关于锚杆作为一种支护系统的文章。从那时起锚固锚杆技术得到了迅速推广，1971年英国锚杆使用量是5500~6500万根。1966年，前苏联斯科琴斯矿业研究所开发了新型螺纹锚杆，1960~1970年左右，澳大利亚的锚杆使用量每年约130万根。1934年阿尔及利亚的舍尔法大坝加高工程中应用了预应力锚杆；1957年前联邦德国鲍尔公司在深基坑中应用了土层锚杆[1]。美国、澳大利亚等把锚杆作为地下开采、围岩支护中普遍应用的常规手段；德国、奥地利在地下工程施工中大批量使用锚杆，无论硬土层或软土层几乎没有不使用锚杆的。我国岩土锚杆起始于50年代后期，当时有京西矿务局安滩煤矿等单位使用楔缝式锚杆支护矿山巷道，进入60年代，我国开始在矿山巷道、铁路隧道及边坡整治工程中大量应用普通砂浆锚杆与喷射混凝土支护。1964年，梅山水库的坝基加固采用了预应力锚索。70年代，北京国际信托大厦[2]等基坑工程采用土层锚杆支护。近年来，我国岩土锚固工程的发展尤为迅速，几乎已触及岩石、土木工程领域的各个角落，如矿山井巷、铁路隧洞、地下硐室支护、岩土边坡加固、坝基稳定、深基坑支护、结构抗浮与抗倾、悬索建筑的地下受拉结构等，无不与锚固技术结下了不解之缘。与此同时，对锚杆施工质量和工程可靠性的检测工作也日益迫切要求。 目前，我国锚杆锚固质量及受力状态的检测仍然停留在利用液压千斤顶进行破坏性拉拔实验阶段，这种检测手段既费工又费时，更重要的是这种检测手段对经锚杆加固的巷道产生较强的扰动，降低了锚杆对围岩的加固作用，其检测过程对于软岩或较破碎岩层的整体稳定性尤为不利，因而仅限于个别抽查。因此对锚杆现场检测技术的研究是矿业与岩土工程界一个急需解决的课题，它对于安全生产，保障施工质量，具有重要意义和广阔的应用前景。可以预料只要检测水平达到一定程度，锚固技术将以独特的经济效益，简便的工艺，广泛的用途，经济的造价，在矿业采掘与岩土工程界领域中显示其旺盛的生命力。 随着岩石动力学的研究深入和在岩土工程中应用的开展，以及现代计算机应用的普及，使得采用无损检测技术来确定锚杆锚固质量这一难题成为可能。在这方面，中国科学院武汉岩土力学所在桩基质量检测方面取得了较为突出的成果，并付诸于工程实践，取得了较为明显的社会效益和经济效益。对于锚杆，不论从理论上讲，还是从几何形体、材质、受力情况等方面，比桩基更符合一维弹性杆的波动理论，而且就目前煤矿上广为使用的锚杆形式，其相对长度较桩基小得多；另外就信号接收来讲，因其能量衰减较小，更容易一些。这样，就可以借鉴桩基动测法中的小应变法（即锤击法）测定锚杆的锚固情况。目前在是解决锚杆锚固质量无损检测的一条切实可行的途径。 |
